Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Ответить

ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вт авг 09, 2022 00:39:38

Привет всем. Такая проблема:

Есть самый обычный БП с выходом 36 вольт 6,5А. В БП использовали ШИМ контроллер - UTC494. В качестве нагрузки выступает драйвер шагового двигателя станка ЧПУ... но по факту это не особо то и нагрузка, потребление там пару сотен мА.

Схему своего блока не нашёл, но вот примерно похожая по обвязке схема:

Изображение

Он ведёт себя так: без нагрузки он нормально запускается и выдаёт свои 36 вольт. При подключённой нагрузке он также запускается но выдаёт 8 вольт. НО если кратковременно снять нагрузку и подключить обратно то снова выдаст 36 вольт и выйдет на нормальный режим работы.

Первое что я сделал - проверил выходные конденсаторы. ESR в норме.
Второе - подрубился осцилом.

На холостом ходу (БП работает нормально):
1: +2,56
2: +2,56
3: +3,72
4: +0,52
5: Пила 49 кГц +3В
6: +3,68
7: корпус
8: сигнал управления 27 кГц
9 и 10: корпус
11: сигнал управления 27 кГц
12: +14...15 вольт, чтото там пульсирует малость
13 и 14: +5
15 и 16: Пульсации в районе нуля

С нагрузкой (на выходе 8 вольт):
1: +0,6
2: +2,56
3: 0
4: +2,7
Все остальные выводы не изменились.

Вот уже несколько дней сижу разбираюсь. Куда тут вообще копать?
Из всех своих измерений под подозрения попали выводы 3 и 4. Уж слишком они изменили свои напряжения.
Перечитал кучу статей и так и не понял, что может заставить схему понизить напряжение на такую величину.
Пока копаю в сторону высокого тока при запуске... ну или чтото заставляет ШИМ так думать. Контроль тока сделали на 15 и 16 вывод. Пытался перемкнуть измерительный шунт в надежде, что ШИМ заработает но нет.

Также в наличии есть ещё 2 такихже БП, которые также питают драйвера шаговых двигателей и они нормально работают. Я даже один разобрал для сверки сигналов... и там всё аналогично, но при этом всё запускается :dont_know:

Спасибо :tea:

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вт авг 09, 2022 12:57:13

> Он ведёт себя так: без нагрузки он нормально запускается и выдаёт свои 36 вольт. При подключённой нагрузке он также запускается но выдаёт 8 вольт.

Ток нагрузки при этом какой?

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вт авг 09, 2022 14:33:57

Сделайте измерения, когда на выходе 8 вольт: измерьте напряжения на выводах VD13, который подключён на 4-ую ногу микросхемы, относительно 7-ой ноги микросхемы. Если на аноде будет на 0,4-0,7 вольта больше, чем на катоде, то этот сигнал и глушит микросхему. Вероятно, не полностью открывается транзистор Q5. Может, он просто не успевает открыться? Тогда надо проверить C30, как вариант - увеличить его ёмкость. Вообще, я не встречал подобных цепочек. Может быть это защита от к.з. выхода, а , может, "разрешалка" подключать нагрузку только после достижения выходным напряжением заданной величины.
Для проверки можно временно выпаять диод VD13. Но будьте осторожны с нагрузкой, не замкните выход.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вт авг 09, 2022 21:13:30

Спасибо за ответы!

Ток нагрузки при этом какой?


Когда на выходе 8 вольт то ток 30 мА, когда 36 вольт то 70 мА. Есть два такихже БП и там всё нормально работает, причём на один БП я сразу повесил два драйвера с двигателем. Тобишь версия с тем, что идёт какоето нереальное потребление исключается (скорее всего).
Скоро с алика должны приехать мощные резисторы и я смогу более конкретно сказать как же БП ведёт себя под нагрузкой.

Сделайте измерения, когда на выходе 8 вольт: измерьте напряжения на выводах VD13, который подключён на 4-ую ногу микросхемы, относительно 7-ой ноги микросхемы. Если на аноде будет на 0,4-0,7 вольта больше, чем на катоде, то этот сигнал и глушит микросхему. Вероятно, не полностью открывается транзистор Q5. Может, он просто не успевает открыться? Тогда надо проверить C30, как вариант - увеличить его ёмкость. Вообще, я не встречал подобных цепочек. Может быть это защита от к.з. выхода, а , может, "разрешалка" подключать нагрузку только после достижения выходным напряжением заданной величины.
Для проверки можно временно выпаять диод VD13. Но будьте осторожны с нагрузкой, не замкните выход.


Точной схемы я найти не смог, в сообщении запостил болеменее похожую по обвязке ШИМа на мой взгляд (судя по плате).
Но на плате есть диод на 4 ноге. Когда на выходе 8 вольт на аноде 3,2 а на катоде 2,65 вольт. Чистое напряжение, без импульсов.
Когда на выходе 36 вольт на аноде 300-600 мВ и гдето 1В на катоде. Там идут какието импульсы управления.


Транзистор у меня 8050S конденсатор 22 мкФ на 50 вольт. Так вот судя по всему разгадка крылась именно в этом узле! Я выпаял конденсатор... ESR и пр. в норме. И, как мне рекомендовали выше, увеличил ёмкость до следующего номинала в 47 мкФ. И о чудо, запускается нормально :beer:

Но всёравно остался вопрос как так получилось... ведь я купил 3 одинаковых блока и только один с такой проблемой. Сейчас буду поподробней рассматривать этот узел, выпаивать и проверять. Чтото же должно отличаться :dont_know:

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Ср авг 10, 2022 07:39:48

Че в угодайку играть. Надо проверить импульсы на обмотке трансформатора. Форму и напряжение.
И сразу станет понятно, где копать.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Ср авг 10, 2022 14:52:30

Емкости поменяй на другие С7, С8, С18, транзюки Q2 и Q3 проверь на коэф. усиления. Выпаяй временно защиту на Q5 и попробуй без него.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вс авг 14, 2022 23:46:12

moroz44, ну посмотрел... мне ни о чём не сказало. Я вообще первый раз залез с осцилом в ИБП и единственное в чём я смог разобраться по статьям это как работает 494 ШИМ. Там куда не ткнёшь везде сигнал идёт, а такой он должен быть или не такой неизвестно. А с ШИМ болеменее понятно что должно быть и где.

Jonson77, вот я сейчас и занимаюсь измерением. Выпаиваю, измеряю...

Все 3 транзисторы 8050S NPN hFE = 294 Uf = 664 mV как один. Два мощных D1 3009K NPN hFE = 26 Uf = 548 mV.
Все конденсаторы имеют допустимый ESR и Vloss около 1%.

Пока всё упёрлось в то, что в схеме есть два конденсатора 470 мкФ х 250 В, которые судя по китайскому LCR метру имеют 311 и 284 мкФ.
Эти же конденсаторы из другого блока также показали 351 и 322 мкФ, что вроде получше но тоже не то.
Если взять стандартный допуск по ёмкости -10%/+20% то эти конденсаторы точно хлам. ESR в норме...

Пока план такой - перекину конденсаторы с рабочего БП и проверю уйдёт ли проблема. Также попытаюсь измерить ёмкость осцилом... есть сомнения по поводу правильности показаний китайского измерителя, хотя эта вероятность крайне мала.
Если это не поможет - буду измерять и перекидывать трансформаторы.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Вт авг 16, 2022 19:24:55

В общем пришли мощные резисторы 5 Ом 100 Вт. Включил 3 последовательно что дало 15 Ом и таким образом хотел дать 2,5 А на блоке. Напомню что БП у меня 36 вольт 6,5 А
(Конденсатор в защите я вернул обратно на стандартный 22 мкФ)

В результате с подключённой нагрузкой блок также не запустился, но напряжение было гдето 2-3 вольта.
Попытка включить нагрузку после включения блока привело к микровзрыву :))) Как показал внешний осмотр самоустранился резистор 1,5 Ом (по схеме в первом посте это R20 или R9 резистор на 1 Ом) который просто идёт на базу одного из 13009. Он не обуглился, не почернел... он просто треснул.
Ну и судя по прозвонке в небытие отправились оба 13009. Надо их будет выпаять и всё проверить но на плате все ноги между собой "звенят". Внешне они выглядят вполне целыми.

Для понимания от включения нагрузки до хлопка прошло около секунды и я даже не успел посмотреть, что там показывали мультиметры по току и напряжению. Ничего не дымилось и судя по всему не нагрелось, хлопнул резистор и я выдернул из розетки. Ещё можно отметить, что сам блок всегда пищал громче чем рабочие блоки.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Пн авг 29, 2022 20:38:37

И так продолжаем )
Заменил транзисторы 13009, впаял резистор 1.5 который "вылетел". Включаю теперь через лампочку 60 Вт. Появилось отличие в работе.
Без нагрузки лампа вспыхивает и тухнет - вроде так и должно быть. Напруга 36 вольт.
Подкидывал 100 Ом (ток должен получится около 360 мА) - лампа горит не в полный накал но сильно заметно. Напруга 36 вольт... мне кажется так не должно быть.

Тоесть теперь напряжение есть всегда, никаких защит не срабатывает. Но у меня есть подозрение, что если включить без лампы то транзисторы опять вылетят. В общем на днях погоняю его нагрузкой и посмотрю что происходит.

Пока времени хватило снять осциллограммы. Блок без нагрузки, напряжение 36 вольт.

Сигнал на первичной обмотке ТР1 относительно центрального вывода.
Изображение
Поближе
Изображение

А вот сигнал на первичке ТР2.

Изображение

Вот сигнал на ТР2 он такой и должен быть?

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Ср авг 31, 2022 15:38:05

В общем пол дня просидел с осциллографом и вот что там происходит:
Происходит рост скважности импульсов и примерно когда ток доходит до 400 мА скважность достигает 100% или типа того и на первичке ТР2 я получаю просто прямоугольник.

Вот это сигнал на первичке ТР1 когда ток в нагрузке 400 мА
Изображение

А это первичка ТР2
Изображение

При этом на 3 выводе 494 напряжение понижается с 3.7 В и примерно на 2 вольта перескакивает на 0.

В общем причина - на 3 выводе слишком круто проседает напруга. Вот теперь разбираюсь почему.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Чт сен 01, 2022 22:04:26

В общем я понял, что когда БП включён через лампу то его не стоит смотреть т.к. он работает не совсем в режиме. Поэтому по сигналам иногда виднелась какаято ерунда.
Как выяснилось почти всё работает правильно и можно включать без лампы, что позволило нормально посмотреть сигнал.

Сравнивая сигналы с рабочим блоком я выявил лишь одно реально серьёзное расхождение. Сигнал на первичке ТР2.
На нерабочем блоке он выглядит вот так (ток 700 мА напряжение 36 вольт):

Изображение

При этом явно один из выходных транзисторов греется и долго не проживёт. Напряжение на конденсаторах примерно по 150 вольт... кондёры поставил новые, с нормальной ёмкостью. Вот теперь осталось понять почему там получается такой сигнал.

Уже были проверенны транзисторы и всё обвязка. Был исключён из подозрения ТР1, перекинул его с рабочего блока. Также я поступил и с 494 на всякий случай..
Также я выпаивал и проверял на КЗ витков транс ТР2. Смотрел управляющие сигналы, они практически не отличаются от сигналов которые есть в рабочем блоке.

Вот такой сигнал должен быть в нормально работающем БП:
Изображение

Конечно первое что приходит в голову это именно проблема с сигналами управления, но сигнал на выходе ТР2 настолько разный, что и управляющие сигналы должны быть тоже сильно разные... а они на 95% одинаковы по форме. Но если версий не будет то буду както вешать два канала и смотреть одновременно управляющий и как ведёт себя транзистор.

Вообще если посмотреть на неправильный сигнал, то он выглядит как чтото инверсированное от нормального сигнала... незнаю может гдето в трансформаторах фазировка обмоток неправильная. Надо будет перекинуть ТР2 с рабочего блока.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Пт сен 02, 2022 11:45:07

Я правильно понимаю, что ты чинишь тот БП, который "хлопнул"?

Не очень понятно, на первичке TR1 сейчас нормальный сигнал или нет.
У Q2/Q3 могли появиться "скрытые дефекты", попробуй заменить.

Проявляется так: звонится как транзистор, а нормальные токи через себя уже комммутировать не может.
Также может появиться утечка.

Также стоит проверить ZD1/ZD2 на всякий случай, наверное и остальные детали узла - VD1/VD2/VD7/VD8, ну и по возможности C7/C8 до кучи.
То же самое - к примеру диоды могут перестать "держать нагрузку", т.е. звонится как диод, а при протекании тока "становится стабилитроном" - падение напряжения не "0.7" а вольты.

Полупроводники проверять мультиметром - недостаточно. Можно проверить лабораторным блоком питания.
Пропустить разумный ток через pn-переход и посмотреть падение напряжения - совпадает с ожидаемым или нет.

Осциллограммы лучше отображать в одинаковом масштабе времени, так проще понимать.

>Но если версий не будет то буду както вешать два канала и смотреть одновременно управляющий и как ведёт себя транзистор.

Не обязательно вешать на два канала, иногда достаточно сделать несколько осциллограмм для сравнения и "совместить их в голове".

Также можно сравнить осциллограммы двух плеч, в одном из них дефект.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Пт сен 02, 2022 18:37:29

Да, я ремонтирую блок который помер. Т.к. у меня есть аналогичный полностью рабочий второй блок то я его также включаю, смотрю осцилом и перекидываю детали с одного блока на другой. Так я исключаю наверняка подозрительные компоненты.

Транзисторы 100% исправны. Вместо сгоревших впаял новые из ЧипИДип, а потом для верности ещё и перекинул оригинальные с рабочего блока - ничего не поменялось.
Тоже самое сейчас проделал с VD6 и VD3.
Да вообще всё проверенно... :dont_know:

Вот осцилограммы... слева сигналы на рабочем блоке, справа на нерабочем. Первый ряд это сигнал на первичке ТР1, два других ряда это сигналы на VT3 и VT4. Крокодил висит на эмиттере, щупы на базе и коллекторе. Я вижу что есть точки, где транзисторы работают не так как надо.

Фаил получился большой, скинул на ЯндексДиск
https://disk.yandex.ru/i/JO_ztYteO0u3BQ

Единственные компоненты которые не проверялись это по сути диодный мост и ТР2... хотя ТР2 я выпаивал и проверял на короткозамкнутые витки, но может с ним чтото ещё не так.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Пт сен 02, 2022 19:51:17

Не было ли идеи проверить выпрямитель во вторичке?

1) На первом ряду видна явная ассимметрия плеч в дефектном БП.
2) На втором-третьем рядах видно следующее.
После закрытия силовых ключей, на первичной обмотке возникает напряжение, росту которого мешает только открытие диодов VD3/VD6.
Учитывая длительность, самоиндукцией это быть не может. А также, учитывая асимметрию, вангую что это выпрямительный диод DB1.
Через него к вторичке прикладывается ЭДС L1 и выходных конденсаторов, и на первичке появляется упомянутое напряжение.

Как-так я вижу вариант проблемы.

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Сб сен 03, 2022 13:32:02

Спасибо за советы :beer:

Выпрямитель во вторичке был сразу и изучен... правда основное внимание уделилось конденсаторам и изучению их ESR. Диоды же (в моём случае это сдвоенный 30CPH03 в корпусе TO-247) был просто проверен тестором со стороны деталей... и он был абсолютно рабочим.

НО именно в этом диоде и была проблема. При монтаже один из крайних выводов был толи надломлен, толи вообще переломлен и этот дефект был в области отверстия платы и при внешнем осмотре его не увидеть. Возможно еслиб я прозвонил его со стороны печатных дорожек, то увидел бы неконтакт... И вот только когда вчера я выпаял его это и всплыло. Просто от ножки отвалился кусок :facepalm:

Восстановил ногу и на первичке транса появился нужный мне сигнал :tea: Большое спасибо всем за советы :)

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Сб сен 03, 2022 19:10:14

> был просто проверен тестором со стороны деталей... и он был абсолютно рабочим.

Так это же не возможно, так его проверить, т.к. его крайние ноги напрямую соединяются вторичной обмоткой.

мне почему-то казалось, что там должен быть пробой, а не обрыв...

Re: ИБП на UTC494 не стартует под нагрузкой.

Сб сен 03, 2022 22:29:51

Ну да, чтото я с "абсолютно рабочим" загнул... проверял на КЗ между выводами.

Сейчас ради эксперимента воспроизвёл неисправность отпаяв один из крайних выводов. Получил всё то, что наблюдал при ремонте.
Также под нагрузкой блок "зависает" с напряжением 8-12 вольт (похоже вольтаж зависит от сопротивления нагрузки) и также появлялся кривой сигнал на первичке трансформатора.
Ответить